Kameros kardanai, EO/IR naudingosios apkrovos, LiDAR įrenginiai ir kryptinės antenos dažnai turi judėti nepriklausomai nuo lėktuvo korpuso. Kai naudingas krovinys turi nuolat suktis, įprastas kabelių diržas ilgainiui pasisuka, įtempia arba priverčia mechanizmą keisti kryptį. UAV slydimo žiedas sukuria elektros kelią per tą besisukančią jungtį, todėl galia, valdymo signalai, vaizdo įrašas ir duomenys gali likti prijungti, kol krovinys sukasi.
Sunkiausia dalis yra neapsisprendimas, kad besisukančiai sistemai reikia „kažkokio slydimo žiedo“. Tikroji inžinerijos užduotis yra suderinti rotacinę sąsają su elektros kanalais, duomenų protokolu, laisvą erdvę, leistiną sukimo momentą, misijos aplinką ir numatomą tarnavimo laiką. Norėdami gauti platesnę taikymo apžvalgą, žrsignalo slydimo{0}}žiedo sprendimas robotams, ROV ir UAV.
Kas yra UAV slydimo žiedas?
Slydimo žiedas yra elektromechaninis įtaisas, perduodantis galią arba elektrinius signalus tarp stacionarių ir besisukančių konstrukcijų. Įprastą įrenginį sudaro laidūs žiedai, stacionarūs kontaktai arba šepečiai, vidiniai laidai ir pasirenkamos jungtys. Kontaktai palaiko grandinę, kai rotorius sukasi. Moog'sslydimo{0}}pagrindaitaip pat nurodo duomenų magistralę, kabelio tipą, kabelio ilgį, duomenų perdavimo spartą, priimtiną klaidų dažnį, matmenis, grandinės įvertinimus, greitį ir veikimo aplinką kaip pagrindines specifikacijos įvestis.
Slydimo žiedas nesukuria sukimosi. Varikliai, guoliai ir kardaninės konstrukcijos užtikrina judėjimą. Slydimo žiedas perneša tik reikiamas elektros paslaugas per stacionarią -iki-sukamą ribą.
Ar kiekvienam dronui reikia slydimo žiedo?
Ne. Dronui reikia slydimo žiedo tik tada, kai maitinimas, signalai ar duomenys turi kirsti besisukančią sąsają.
Nuolat besisukanti posūkio ašis yra tipiškas atvejis. Riboto kampo gimbalas gali naudoti valdomą kabelio kilpą, jei leistinas kampas, lenkimo spindulys ir kabelio tarnavimo laikas yra priimtini. Propeleriai taip pat sukasi, bet tai nereiškia, kad kiekvienam multirotoriui reikia slydimo žiedo; sprendžiamas klausimas, ar nepriklausomos elektros grandinės turi praeiti per besisukančią jungtį.
Kur dažniausiai naudojami UAV slydimo žiedai
Kamera ir EO/IR gimbalai
Stabilizuota kamera arba EO / IR gimbal gali sujungti kameros galią, šildytuvo maitinimą, variklio grandines, padėties grįžtamąjį ryšį, valdymo ryšį ir vaizdo įrašą mažame besisukame mazge. Nuolatinis sukimosi posūkis neleidžia operatoriui apversti kardaninio veleno, kad tik išvyniotų diržus.
LiDAR ir naudingųjų krovinių žemėlapių sudarymas
LiDAR ir naudingųjų krovinių žemėlapių sudarymui gali prireikti stabilios jutiklio galios, tikslaus laiko ir nuolatinių skaitmeninių duomenų, kol lėktuvo korpusas ir naudingoji apkrova juda. Šios sistemos turėtų būti nurodytos pagal protokolą ir našumo reikalavimus, o ne apibūdinamos tik kaip turinčios bendrą „duomenų kanalą“.
Antenos ir ryšių mazgai
Kryptinės antenos gali suktis, kad galėtų sekti antžeminę stotį, kitą orlaivį arba palydovinį ryšį. Žemo-dažnio maitinimo ir valdymo grandinės gali praeiti per elektrinius kontaktus, o aukšto-dažnio RF keliams gali prireikti specialausaukšto -dažnio sukamoji jungtisarba hibridinis elektros ir radijo dažnių mazgas.
Pirmasis sprendimas: ar slydimo žiedas yra tinkama architektūra?
- Sukimasis ribotas, o kabelio tarnavimo laikas yra priimtinas:prieš pridėdami sukamąją elektrinę sąsają, apsvarstykite valdomo kabelio kilpą.
- Būtinas nuolatinis sukimasis ir nėra centrinio praėjimo:kompaktiškaskapsulės slydimo žiedasdažnai yra pirmoji vertinama architektūra.
- Šachta, optinis kelias ar kita tarnyba turi eiti per centrą:įvertinti aper{0}}slydimo žiedą.
- Ašinis aukštis yra labai ribotas: a blynų slydimo žiedasgali tikti, bet vis tiek reikia peržiūrėti skersmenį, kontaktų geometriją ir sukimo momentą.
- Sukamoji sąsaja turi būti įmontuota tiesiai į pagrindinį mechanizmą: a atskiras slydimo{0}}žiedasgali pasiūlyti daugiau integracijos laisvės.
- Naudingoji apkrova sujungia elektros energiją su RF, pluoštu, oru ar skysčiu:apsvarstykite hibridinę arba pasirinktinę sukamąją sąsają.
Šis sprendimo kelias susiaurina mechaninę architektūrą, bet neparenka galutinio modelio. Elektrinė apkrova, duomenų vientisumas, sukimo momentas, aplinka ir gyvavimo ciklas vis tiek lemia, ar standartinis įrenginys yra tinkamas.
Prieš pasirinkdami modelį, sukurkite kanalo matricą
Nepradėkite nuo bendro laidų skaičiaus. Sukurkite kanalo matricą, kuri įrašo, ką kiekviena grandinė daro ir kaip ji turi veikti.
| Kanalo informacija | Ką apibrėžti | Kodėl tai svarbu |
|---|---|---|
| Galia | Nominali įtampa, maksimali įtampa, nuolatinė srovė ir paleidimo arba didžiausia srovė | Apsaugo nuo per mažo dydžio ir kiekvienai grandinei nepriskiriama nereikalingos srovės talpos |
| Valdymo signalai | Protokolas, loginis lygis, porų išdėstymas ir ekranavimas | Padeda atskirti jautrius valdymo kelius nuo triukšmingų variklio ar šildytuvo grandinių |
| Vaizdo įrašas ir duomenys | Tikslus protokolas, duomenų perdavimo sparta, varža, kabelio tipas, kabelio ilgis ir leistinas klaidų dažnis | Vien elektros tęstinumas neįrodo patikimo ryšio |
| Žemė ir skydas | Įžeminimo architektūra, skydo galas ir važiuoklės jungtis | Sumažina dviprasmiškumą, dėl kurio kitu atveju gali kilti triukšmas arba dabartinės žemės{0}} problemos |
| Atleidimas ir atsarginės dalys | Reikalingi pertekliniai kontaktai ir tikrai naudingos atsarginės grandinės | Subalansuoja patikimumą, dydį, masę ir kainą |
Iliustratyvi EO/IR Gimbal kanalo matrica
Toliau pateiktos vertės yra hipotetinis inžinerinis pavyzdys, o ne išmatuoti gaminio duomenys arba rekomendacija konkrečiam modeliui.
| Funkcija | Iliustracinis reikalavimas | Atrankos implikacija |
|---|---|---|
| Kameros galia | 24 VDC, 1,5 A nuolatinė | Naudokite tam skirtas maitinimo grandines su tinkama šilumos ir įtampos atsarga |
| Ledo šalinimo-ar šildytuvo apkrova | 12 VDC, 2 A didžiausia | Nurodykite didžiausią apkrovą, o ne tik pastovios būsenos vertę |
| Pagrindinis vaizdo įrašas / duomenys | 1000BASE-T eternetas | Naudokite kvalifikuotą Ethernet kelią ir patvirtinkite visą nuorodą |
| Gimbalo valdymas | CAN magistralė | Išlaikykite numatytą porų išdėstymą ir ekranavimo strategiją |
| Pozicijos nuoroda | Žemo{0}}lygio jutiklio signalai | Jei įmanoma, atskirkite jautrias grandines nuo variklio ir šildytuvo takų |
| Mechaninis poreikis | Nepertraukiamas sukimasis, nėra centrinės kiaurymės | Pradėkite nuo kompaktiškos kapsulės architektūros, o ne per{0}}angą |
Pavyzdys parodo, kodėl „aštuoni laidai“ nėra pakankamas prašymas. Tiekėjui reikia kiekvienos grandinės funkcijos ir veikimo, o UAV komanda turi suprasti, kaip grandinės sąveikauja galutiniame kardane.
Suderinkite Rotary sąsają su duomenų protokolu
Didelės spartos{0}}duomenys niekada neturėtų būti traktuojami kaip įprasti laidai. Frazė „Ethernet kanalas“ vis dar neišsami, nebent ji apima numatytą įgyvendinimą, greitį, laidą, jungtį ir priimtiną klaidų našumą. IEEE 802.3 apima eternetą keliais fiziniais-sluoksniais ir medijomis, todėl tikslus PHY ir nuorodų išdėstymas yra svarbūs. ŽiūrėkiteIEEE 802.3 Ethernet standarto informacijaplatesniam standartų kontekstui.
| Aptarnavimas | Tiekėjas turi žinoti | Patvirtinimo dėmesys |
|---|---|---|
| CAN arba RS-422/485 | Protokolas, porų išdėstymas, užbaigimas, duomenų perdavimo sparta ir ekranavimas | Ryšio stabilumas sukimosi ir krypties pasikeitimo metu |
| Ethernet | 10/100/1000BASE-T arba kita PHY, kabelio kategorija, varža, ilgis ir jungtis | Susiekite stabilumą, paketų klaidas ir našumą per visą laidą |
| HD{0}}SDI arba bendraašis vaizdo įrašas | Vaizdo standartas, koaksialinis tipas, jungtis ir kabelio ilgis | Vaizdo tęstinumas ir nuorodos paraštė judesio metu |
| USB | USB generavimas, kabelio konstrukcija, jungtis ir numatomas pralaidumas | Sąrašas, perdavimo stabilumas ir pakartotinis judėjimas |
| RF arba pluoštas | Dažnis arba bangos ilgis, pralaidumas, jungtis ir nuostolių biudžetas | Specializuotas besisukantis{0}}jungties veikimas, o ne įprastas kontaktų tęstinumas |
Jei norite naudoti kompaktišką UAV, turintį eternetą, peržiūrėkite{0}}paskirtįGigabit Ethernet slydimo žiedaso ne manyti, kad atsarginės varinės grandinės išsaugos ryšį. Koaksialiniam vaizdo įrašui – specifinė -programaHD{0}}SDI slydimo žiedassuteikia aktualesnį atspirties tašką.
Oficialiose „Moog“ eterneto slydimo{0}}žiedo instrukcijose įterpimo praradimas, grįžimo praradimas ir skersinis pokalbis nurodomi kaip parametrai, turintys įtakos signalo -į-triukšmui ir bitų klaidų dažniui. Todėl tęstinumo testas gali būti sėkmingas net tada, kai visa besisukanti grandis nėra pakankamai patikima misijai.Eterneto ir didelės{0}}raiškos slydimo-žiedo nurodymaisuteikia papildomo konteksto.
Mechaniniai reikalavimai, turintys įtakos skrydžiui ir stabilizavimui
Dydis ir masė
Apibrėžkite leistiną išorinį skersmenį, bendrą ilgį, reikalingą angą ir masę. Įrenginys, kuris telpa korpuso viduje, vis tiek gali perstumti svorio centrą arba padidinti sukimosi inerciją, kad paveiktų kardaninio veleno derinimą.
Paleidimo ir veikimo sukimo momentas
Pradinis sukimo momentas yra svarbus, kai naudingoji apkrova pradeda judėti iš ramybės. Važiavimo momentas ir sukimo momento kitimas yra svarbūs lėto sekimo metu. Per didelis arba nenuoseklus pasipriešinimas gali padidinti variklio apkrovą ir apsunkinti{2}}mažo greičio stabilizavimą. Paklauskite, kaip matuojamas sukimo momentas ir ar nurodyta vertė galioja esant atitinkamai temperatūrai, greičiui ir sandariklio konfigūracijai.
Greičio ir judesio profilis
Vien maksimalus apsisukimų skaičius nėra išsamus aprašymas. Ilgą laiką lėtai besisukantis stebėjimo karkasas turi skirtingą nusidėvėjimo modelį nei kartografinis naudingasis krovinys, kuris nuolat įsibėgėja, apsisuka ir pristabdo. Apibūdinkite nuolatinį sukimąsi, virpesius, krypties pokyčius, buvimo laiką ir numatomus misijos ciklus.
Aplinkos ir gyvavimo ciklo reikalavimai
Pakeiskite neapibrėžtus terminus, pvz., „lauko“, „tvirtas“ arba „aerokosminės klasės“ sąvokas išmatuojamomis sąlygomis. Apibrėžkite veikimo ir laikymo temperatūrą, smūgį, vibraciją, dulkes, vandenį, kondensaciją, druskos poveikį, aukštį arba slėgį ir numatomą tarnavimo laiką.
IEC 60529 naudoja IP kodą, kad klasifikuotų gaubto apsaugą nuo kietų objektų ir skysčių, o įvertinimas yra susietas su apibrėžtais patikros bandymais. TheIEC IP reitingų paaiškinimasyra naudinga pirminė nuoroda. Jei reikia konkrečios svetainės-gairių, peržiūrėkite paaiškinimąslydimo{0}}IP įvertinimaiir, kai tikimasi tiesioginio poveikio, atstovasvandeniui atsparus slydimo{0}}žiedo dizainas.
Automatiškai nepasirinkite aukščiausio galimo sandarinimo lygio. Labai sandarus blokas gali padidinti dydį arba sukimo momentą, o neužsandarintas įrenginys gali būti pažeidžiamas, jei jį supantis kardanas neužtikrina tinkamos apsaugos. Gaubtas ir slydimo žiedas turėtų būti vertinami kaip viena sistema.
Gyvenimo ciklo reikalavimai turėtų būti išreikšti darbo valandomis, apsisukimais arba misijų ciklais ir susieti su realiu judėjimo profiliu. Šiame vadove apibendrinti veiksniaislydimo{0}}žiedo tarnavimo laikasgali padėti susisteminti šią diskusiją, tačiau galutinis teiginys apie gyvybę turi kilti iš pasirinkto dizaino patikrintų duomenų.
Standartinis ar individualus UAV slydimo žiedas?
| Klausimas | Standartinis dizainas | Individualus dizainas |
|---|---|---|
| Ar tinka esamas vokas? | Geriausia, kai galimi matmenys ir tvirtinimas yra priimtini | Naudinga, kai erdvė yra neįprastai maža, netaisyklinga arba integruota |
| Ar galimi grandinių deriniai? | Veikia, kai esamos maitinimo ir signalo parinktys atitinka kanalo matricą | Naudinga esant neįprastiems srovės, protokolo, ekranavimo ar atleidimo deriniams |
| Ar jungtys ir laidų išėjimai yra priimtini? | Greičiau, kai standartiniai laidai arba jungtys tinka agregatui | Naudinga, kai reikia kontroliuoti jungčių šeimą, laido ilgį arba išėjimo kryptį |
| Ar aplinka jau uždengta? | Tinka, kai kvalifikuotas įvertinimas atitinka misiją | Naudinga sandarinant, turi būti pritaikytos medžiagos, temperatūra arba atsekamumas |
| Koks yra programos kompromisas{0}}? | Paprastai mažesnės plėtros pastangos | Gali prireikti inžinerinių, prototipų ir kvalifikacijos darbų |
Tinkinimas pateisinamas išmatuojamais trūkumais, o ne prielaida, kad pasirinktinė dalis yra automatiškai geresnė. Kai nė vienas katalogo vienetas neatitinka kanalo matricos, geometrijos, sukimo momento, jungties ar aplinkos reikalavimų, pradėkite struktūruotą diskusiją apiepritaikytas slydimo žiedas.
Patvirtinkite visą besisukančią agregatą
Dėl kabelio ilgio, jungties galų, EMI, mechaninio nesutapimo, temperatūros ar vibracijos komponentas gali išlaikyti stendo tęstinumo patikrinimą ir vis tiek nesugesti galutinės naudingosios apkrovos. Todėl atliekant bandymus, kai tik įmanoma, reikia naudoti tipinį kardaninį jungtį, diržus ir ryšio įrangą.
- Patikrinkite elektros apkrovą:išbandyti visas nuolatines ir didžiausias apkrovas, o ne vieną grandinę vienu metu, nebent misija jų niekada nenaudoja vienu metu.
- Pasukite per tikrąjį judesio profilį:apima lėtą sekimą, maksimalų greitį, pasikartojančius apsisukimus ir laukimo laikotarpius.
- Bandymo duomenys, o ne vien tęstinumas:stebėti vaizdo stabilumą, nuorodų nutrūkimus, paketų klaidas arba bitų klaidas.
- Išmatuokite paleidimo ir veikimo sukimo momentą:pakartokite atitinkamoje temperatūroje ir po aplinkos poveikio, kai reikia.
- Taikykite reprezentatyvius aplinkosaugos bandymus:naudoti programoje nustatytas vibracijos, smūgio, temperatūros ir užteršimo sąlygas.
- Bėgti ištvermės ciklus:suplanuotais intervalais tikrinti elektros našumą, sukimo momentą ir fizinę būklę.
- Užšaldykite konfigūraciją:dokumento dalies peržiūra, smeigtukas, rotoriaus/statoriaus orientacija, montavimas, jungtis, laidų išdėstymas ir priėmimo kriterijai.
Šis vadovas įjungtaskaip išbandyti slydimo žiedągali palaikyti pradinio bandymo{0}}plano diskusiją, tačiau patvirtinimo/nepatikimo ribos turi būti nustatytos iš UAV programos ir pasirinktos produkto specifikacijos.
Dažni gedimų simptomai ir ką patikrinti
| Simptomas | Galimos priežastys | Naudingi patikrinimai |
|---|---|---|
| Pertraukiamas vaizdo įrašas sukimosi metu | Kontakto nestabilumas, varžos nutrūkimas, kabelio ar jungties problema | Sukite stebėdami vaizdo įrašą ir klaidų veikimą per visą diržą |
| Eterneto ryšys nutrūksta perjungimo metu | Trumpalaikis kontaktinis elgesys, perdavimas, nutraukimas arba kabelio judėjimas | Išbandykite pakartotinius krypties pakeitimus ir įrašykite nuorodos bei paketo klaidas |
| Didesnė kardaninio variklio srovė | Per didelis sukimo momentas, nesutapimas, sandariklio pasipriešinimas arba guolio apkrova | Išmatuokite sukimo momentą ir variklio srovę prieš ir po montavimo |
| Triukšmas jutiklių kanaluose | Prastas įžeminimas, nepakankamas ekranavimas arba sujungimas nuo maitinimo grandinių | Peržiūrėkite ekrano galą ir patikrinkite grandines, kai tuo pačiu metu veikia apkrova |
| Veikimas pablogėja po aplinkos bandymų | Užteršimas, sandariklio gedimas, susidėvėjimas arba medžiagos pasikeitimas | Pakartokite elektros, duomenų ir sukimo momento bandymus ir patikrinkite agregatą |
Kaip įvertinti UAV slydimo{0}}žiedo tiekėją
- Protokolo įrodymai:Ar buvo kvalifikuotas tikslus duomenų protokolas arba techniškai lygiavertė konfigūracija?
- Bandymo metodas:Ar tiekėjas gali paaiškinti, kaip matuojamas tęstinumas, duomenų vientisumas, sukimo momentas ir tarnavimo laikas?
- Mechaniniai duomenys:Ar paleidimo momentas, sukimo momentas, masė, leistinos nuokrypos ir montavimo ribos yra dokumentuoti?
- Aplinkos įrodymai:Ar sandarinimo, temperatūros, vibracijos ir medžiagų reikalavimai yra susieti su apibrėžtais bandymais?
- Atsekamumas:Ar tvarkoma peržiūros kontrolė, tikrinimo įrašai ir patvirtinti pakeitimai?
- Pakeisti palaikymą:Ar tiekėjas gali įvertinti naujas jungtis, kanalus ar apvalkalo pakeitimus neprarasdamas konfigūracijos kontrolės?
- Gamybos pasirengimas:Ar aiškios prototipo, kvalifikacijos ir gamybos tikrinimo pareigos?
Tiekėjo dokumentaiskokybės{0}}valdymo procesasturėtų paremti techninį pasiūlymą, o ne pakeisti konkrečius paraiškos{0}} įrodymus.
Informacija, kurią reikia įtraukti į RFQ
- UAV tipas, naudingosios apkrovos funkcija ir stacionari -prie- besisukanti riba
- Nepertraukiamas sukimasis, ribotas sukimasis arba svyruojantis judėjimas
- Kanalo matrica su įtampa, nuolatine srove, didžiausia srove ir funkcija
- Tikslūs duomenų ir vaizdo protokolai, kabelių konstrukcija, kabelių ilgiai ir jungtys
- Didžiausias skersmuo, ilgis, kiaurymė, masė ir sukimo momentas
- Greitis, kryptis{0}}pakeitimo modelis ir numatomi misijos ciklai
- Darbo ir laikymo temperatūra, smūgis, vibracija, dulkės, vanduo ir korozijos poveikis
- Reikalingas tarnavimo laikas, atleidimo, atsekamumo ir priėmimo testai
- Prototipo kiekis, gamybos sąmata ir tikslinis grafikas
Visas reikalavimų paketas leidžia inžinierių komandai rekomenduoti esamą dizainą, kai jis yra tinkamas, ir nustatyti tikrus pritaikymo poreikius, kai jis netinkamas.
DUK
K: Ar UAV slydimo žiedas gali perduoti energiją ir duomenis tuo pačiu metu?
A: Taip. Maitinimas, valdymas, vaizdo įrašas ir duomenys gali dalytis vienu agregatu, kai grandinės suprojektuotos ir išdėstytos pagal specifinius elektros ir signalo reikalavimus. Jautriems kanalams gali prireikti kontroliuojamos varžos, ekranavimo arba atskyrimo nuo didesnės-galios grandinių.
Kl .: Kokio tipo slydimo žiedas yra geriausias drono gimbalui?
A: Kapsulės dizainas dažnai įvertinamas pirmiausia, kai kardaninis mazgas yra kompaktiškas ir jam nereikia centrinio praėjimo. Kiaurymės-vienetas yra tinkamesnis, kai velenas, optinis kelias ar kita tarnyba turi eiti per centrą. Galutinis pasirinkimas vis tiek priklauso nuo sukimo momento, duomenų, aplinkos ir gyvavimo ciklo.
Kl .: Kada reikėtų apsvarstyti individualų dizainą?
A: Apsvarstykite galimybę pritaikyti, kai joks standartinis gaminys neatitinka išmatuojamų apvalkalo, masės, sukimo momento, grandinės derinio, protokolo, jungties, sandarinimo, naudojimo trukmės ar atsekamumo reikalavimų.
Kl .: Kaip turėtų būti išbandytas Ethernet arba HD vaizdo įrašas?
A: Išbandykite visą besisukančią jungtį su numatytais kabeliais, jungtimis, greičio ir judėjimo profiliu. Išmatuokite nuorodos stabilumą, vaizdo tęstinumą ir paketų arba bitų klaidas, o ne pasikliaukite tik pasipriešinimo ar tęstinumo patikrinimu.
Kl.: kada slydimo{0}}tiekėjas turėtų prisijungti prie projekto?
A: Prieš užšaldant karkaso gaubtą, jungčių išdėstymas ir laidų išdėstymas. Ankstyva peržiūra suteikia abiem komandoms daugiau laisvės naudoti standartinę architektūrą arba atlikti tikslingus pakeitimus be nereikalingo pertvarkymo.
Išvada
Tinkamas UAV slydimo žiedas pasirenkamas sistemos lygiu. Pradėkite nuo patvirtinimo, kad elektros paslaugos tikrai turi pereiti nuolat besisukančią jungtį. Tada apibrėžkite kanalo matricą, protokolo reikalavimus, mechaninį apvalkalą, sukimo momentą, aplinką ir gyvavimo ciklą prieš palygindami architektūras ar gaminių modelius.
Tvirtas pasiūlymas turėtų paaiškinti ne tik tai, kiek yra grandinių, bet ir tai, kaip dizainas išsaugos galią, duomenis ir mechanines charakteristikas per tikrąjį misijos profilį. Kai bus paruošti reikalavimai,susisiekite su inžinierių komandasu kanalo matrica ir integravimo apribojimais, skirta standartinei{0}}produkto peržiūrai arba tiksliniam tinkintam vertinimui.